DNA metilasyonu epigenetik gen sessizleşme sürecinin moleküler altyapısını anlamak, gen ifadesinin DNA dizisi değişmeden neden ve nasıl değişebildiğini açıklar. Bu mekanizma, kanser epigenomiğinden gelişimsel biyolojiye kadar geniş bir alanda belirleyici rol üstlenir. Memeli hücrelerinde DNA metilasyonu neredeyse yalnızca CpG dinükleotidlerinde sitozin bazının 5. karbon pozisyonunda gerçekleşir (5-metilsitozin, 5mC). İnsan genomunda CpG dinükleotidleri beklenen sıklığın yaklaşık %20-25'i oranında görülür; bu eksiklik, metile CpG'lerin deamınasyonu sonucu timin'e dönüşüp mutasyona uğramasından kaynaklanır. DNA metiltransferaz (DNMT) enzim ailesi bu metilasyon işlemini katalizler: - **DNMT3A ve DNMT3B:** De novo metilasyon; daha önce metile olmayan bölgeleri işler. Embriyonik gelişimde kritiktir. - **DNMT1:** Bakım metilasyonu; replikasyon sırasında hemi-metile DNA'yı tanır ve yeni sentezlenen zinciri metile eder. Epigenetik belleğin nesiller arası aktarımını sağlar. DNA metilasyonu epigenetik gen sessizleşme mekanizması iki yolla işler: 1. **Doğrudan etki:** Metil grubu, transkripsiyon faktörlerinin DNA'ya bağlanmasını fiziksel olarak engeller. 2. **Dolaylı etki:** MBP (Methyl-CpG Binding Proteins) ailesi, MeCP2, MBD1-4, metile CpG'lere bağlanır ve HDAC (Histon Deasetilaz) komplekslerini toplayarak kromatini sıkıştırır. CpG adaları, gen promotörlerinde CpG bakımından zengin bölgelerdir (~1 kb uzunluk, %60+ GC içeriği). Normal somatik hücrelerde bu adalar genellikle metilasyondan muaftır; metilasyon o genin kalıcı sessizleştirilmesine işaret eder. Kanser hücrelerinde tümör baskılayıcı genlerin promotör CpG adaları sıklıkla aberan hipermetilasyon gösterir, bu durum kanser epigenomiğinin temel bulgularından biridir. Aktif demetilasyon süreci TET (Ten-Eleven Translocation) enzim ailesi aracılığıyla gerçekleşir: 5mC → 5-hidroksimetilsitozin (5hmC) → 5-formilsitozin → 5-karboksilsitozin → sitozin. Bu oksidatif basamaklar BER (Baz Eksizyon Onarımı) yoluyla tamamlanır. Epigenetik saat kavramı, DNA metilasyonu epigenetik gen sessizleşme kalıplarının biyolojik yaşla korelasyonuna dayanır; Horvath saati 353 CpG bölgesinin metilasyon durumunu kullanarak biyolojik yaş tahmin eder. Bu tahmin, kronolojik yaştan sapma, yaşa bağlı hastalık riskini değerlendirmede potansiyel klinik araç olarak araştırılmaktadır.